Arduino Nano: acceleròmetre giroscopi brúixola sensor MPU9250 I2C amb Visuino: 11 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:16

MPU9250 és un dels sensors combinats d’acceleròmetre, giroscopi i brúixola combinats més avançats disponibles actualment. Tenen moltes funcions avançades, com ara filtratge de passos baixos, detecció de moviment i fins i tot un processador especialitzat programable. Amb gairebé 130 registres, però, amb molts paràmetres, també són molt difícils de treballar des del codi.

Fa un parell de setmanes, GearBest va ser prou agradable per donar un mòdul MPU9250 per patrocinar afegir-hi suport a Visuino. Vaig trigar dues setmanes de treball dur, però al final no només vaig implementar el suport per a MPU9250, sinó que també vaig afegir el convertidor Acceleration To Angle, el complementari (primer i segon ordre) i els filtres Kalman que es poden utilitzar amb ell per millorar precisió.

Aquesta és la primera instrucció del nou suport MPU9250 a Visuino i mostra el fàcil que és utilitzar-lo amb Visuino. A les instruccions següents us mostraré com podeu utilitzar el convertidor Acceleration To Angle, els filtres complementaris i Kalman i obtenir molt bons resultats del vostre mòdul de sensor.

Pas 1: components

1. Una placa compatible amb Arduino (faig servir Arduino Nano, perquè en tinc una, però qualsevol altra estarà bé)
2. Un mòdul de sensor MPU9250 (en el meu cas generosament donat per GearBest)
3. 4 cables de pont femení-femení

Pas 2: connecteu la brúixola del giroscopi acceleròmetre MPU9250 a Arduino

1. Connecteu l'alimentació VCC de 5 V (fil vermell), terra (fil negre), SDA (fil verd) i SCL (fil groc) al mòdul MPU9250 (imatge 1)
2. Connecteu l'altre extrem del cable de terra (cable negre) al pin de terra de la placa Arduino (imatge 2)
3. Connecteu l'altre extrem del cable d'alimentació VCC de 5V (cable vermell) al pin d'alimentació de 5V de la placa Arduino (imatge 2)
4. Connecteu l'altre extrem del cable SDA (cable verd) al pin SDA / analògic 4 de la placa Arduino Nano (imatge 2)
5. Connecteu l’altre extrem del cable SCL (fil groc) al pin SCL / analògic 5 de la placa Arduino Nano (imatge 2)
6. La imatge 3 mostra on es troben el sòl, l'alimentació de 5 V, el pin SDA / analògic 4 i el pin SCL / analògic 5, pins de l'Arduino Nano

Pas 3: Inicieu Visuino i seleccioneu el tipus de placa Arduino

Per començar a programar l'Arduino, haureu de tenir instal·lat l'IDE Arduino des d'aquí:

Assegureu-vos que instal·leu la versió 1.6.7 o superior, en cas contrari, aquest instructiu no funcionarà.

El Visuino: https://www.visuino.com també ha d’estar instal·lat.

1. Inicieu Visuino com es mostra a la primera imatge
2. Feu clic al botó "Eines" del component Arduino (imatge 1) a Visuino
3. Quan aparegui el quadre de diàleg, seleccioneu Arduino Nano tal com es mostra a la imatge 2

Pas 4: a Visuino: afegiu i connecteu el component MPU9250

1. Escriviu "mpu" al quadre Filtre de la caixa d'eines de components i seleccioneu el component "Accelerometer Gyroscope Compass MPU9250 I2C" (imatge 1) i deixeu-lo anar a l'àrea de disseny (imatge 2)
2. Connecteu el pin "Out" del component AccelerometerGyroscopeCompass1 al pin "In" del canal I2C del component Arduino (imatge 3)

Pas 5: a Visuino: afegiu i connecteu un component de paquet

Per enviar totes les dades dels canals a través del port sèrie des d’Arduino, podem utilitzar el component Packet per empaquetar els canals junts i mostrar-los a Scope and Gauges a Visuino:

1. Escriviu "paquet" al quadre Filtre de la caixa d'eines de components i seleccioneu el component "Paquet" (imatge 1) i deixeu-lo anar a l'àrea de disseny
2. Connecteu el pin de sortida "Out" del component Packet1 al pin d'entrada "In" del canal "Serial [0]" del component "Arduino" (imatge 2)

Pas 6: a Visuino: afegiu 7 elements analògics binaris al component del paquet i especifiqueu-ne els noms

1. Feu clic al botó "Eines" del component Packet1 (imatge 1)
2. A l'editor "Elements", seleccioneu l'element "Analògic binari" i, a continuació, feu clic al botó "+" (imatge 2) per afegir un element analògic
3. A l'Inspector d'objectes, configureu la propietat "Nom" de l'element analògic a "Brúixola (X)" (imatge 3)
4. A l'editor "Elements", seleccioneu l'element "Analògic binari" a la dreta i feu clic al botó "+" de l'esquerra per afegir un altre element analògic.
5. A l'Inspector d'objectes, configureu la propietat "Nom" del nou element analògic a "Brúixola (Y)" (imatge 4)
6. A l'editor "Elements", seleccioneu l'element "Analògic binari" a la dreta i feu clic al botó "+" de l'esquerra per afegir un altre element analògic.
7. A l'Inspector d'objectes, configureu la propietat "Nom" del nou element analògic a "Brúixola (Z)" (imatge 5)
8. Repetiu els mateixos passos per afegir 7 elements analògics binaris més anomenats "acceleròmetre (X)", "acceleròmetre (Y)", "acceleròmetre (Z)", "giroscopi (X)", "giroscopi (Y)", "giroscopi (Z) "i" Termòmetre "(imatge 6)

Pas 7: a Visuino: configureu la visualització de l'element de paquets per al termòmetre

El Visuino per defecte pot mostrar els elements analògics del component del paquet en indicadors. No obstant això, és bo mostrar la temperatura al termòmetre. Visuino permet personalitzar la manera com es mostren els elements analògics.

1. A l'editor Elements, seleccioneu l'últim element analògic anomenat "Termòmetre" (imatge 1)
2. A l'Inspector d'objectes, seleccioneu la propietat "Instrument" i feu clic al botó "Fletxa avall" al costat del seu valor (imatge 1)
3. Al quadre desplegable, seleccioneu "Termòmetre" (imatge 2)
4. A l'Inspector d'objectes, expandiu la propietat "Instrument" i, a continuació, la subpropietat "Escala" (imatge 3)
5. A l'Inspector d'objectes, configureu el valor de la subproprietat "Automàtic" de "Escala" a Fals (imatge 3). Això desactivarà l'escala automàtica del termòmetre.
6. A l'Inspector d'objectes, establiu la subproprietat "Màx." De "Escala" a 100 (Figura 4). Això configurarà el termòmetre perquè tingui una escala de 0 a 100

Pas 8: a Visuino: especifiqueu la capçalera de paquet únic

Per assegurar-nos que Visuino trobarà el punt de partida del paquet, hem de tenir una capçalera única. El component Packet utilitza un algorisme especial per assegurar-se que el marcador de capçalera no aparegui a les dades.

1. Seleccioneu el component Packet1 (imatge 1)
2. A l'Inspector d'objectes, amplieu la propietat "Marcador de capçalera" (imatge 1)
3. A l'Inspector d'objectes, feu clic al botó "…" (imatge 1)
4. A l’editor de Bytes escriviu alguns números, com a exemple 55 55 (imatge 2)
5. Feu clic al botó D'acord per confirmar i tancar l'editor

Pas 9: a Visuino: connecteu el component MPU9250 als elements del component de paquet

1. Feu clic al quadre "Out" que conté els pins de la "brúixola" del component AccelerometerGyroscopeCompass1 per començar a connectar tots els pins Out alhora (imatge 1)
2. Mou el ratolí sobre el pin "In" de l'element "Elements. Compass (X)" del component Packet1. El Visuino estendrà automàticament els cables perquè es connectin correctament a la resta de pins (imatge 1)
3. Feu clic al quadre "Out" que conté els pins del "Accelerometer" del component AccelerometerGyroscopeCompass1 per començar a connectar tots els pins Out a la vegada (imatge 2)
4. Mou el ratolí sobre el pin "In" de l'element "Elements. Accelerometer (X)" del component Packet1. El Visuino estendrà automàticament els cables perquè es connectin correctament a la resta de pins (imatge 2)
5. Feu clic al quadre "Out" que conté els pins del "giroscopi" del component AccelerometerGyroscopeCompass1 per començar a connectar tots els pins Out alhora (imatge 3)
6. Mou el ratolí sobre el pin "In" de l'element "Elements. Gyroscope (X)" del component Packet1. El Visuino estendrà automàticament els cables perquè es connectin correctament a la resta de pins (imatge 3)
7. Connecteu el pin "Out" del "Termòmetre" del component AccelerometerGyroscopeCompass1 al pin "In" del pin d'entrada "Elements. Termmometer" del component Packet1 (imatge 4)

Pas 10: Genereu, compileu i pengeu el codi Arduino

1. A Visuino, premeu F9 o feu clic al botó que es mostra a la imatge 1 per generar el codi Arduino i obriu l'IDE Arduino
2. A l'IDE Arduino, feu clic al botó Puja, per compilar i penjar el codi (imatge 2)

Pas 11: i juga …

1. A Visuino, seleccioneu el ComPort i, a continuació, feu clic al quadre desplegable "Format:" i seleccioneu Packet1 (imatge 1)
2. Feu clic al botó "Connecta" (imatge 1)
3. Si seleccioneu la pestanya "Abast", veureu l'abast que representa els valors X, Y, Z de l'acceleròmetre, el giroscopi i la brúixola, així com la temperatura al llarg del temps (imatge 2)
4. Si seleccioneu la pestanya "Instruments", veureu el termòmetre i els indicadors mostrant la mateixa informació (imatge 3)

Podeu veure l’acceleròmetre, el giroscopi i el sensor de brúixola MPU9250 connectats i en funcionament a la imatge 4.

Enhorabona! Heu creat un projecte de mesurament d’Acceleròmetre, Giroscopi i Brúixola MPU9250 a Arduino, amb Instrumentació Visual.

A la imatge 5 podeu veure el diagrama complet de Visuino.

També s’adjunta el projecte Visuino, que he creat per a aquest instructable. Podeu descarregar-lo i obrir-lo a Visuino: